DE102021211861A1 - Battery cell without conductor lugs, vehicle and method for manufacturing a battery cell - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle (1) für ein Fahrzeug (2), aufweisend ein Zellgehäuse (3) und einen innerhalb des Zellgehäuses (3) angeordneten Elektrodenseparatorverbund (4), wobei der Elektrodenseparatorverbund (4) mehrere erste Elektrodenschichten (5) und mehrere zweite Elektrodenschichten (6) aufweist, die jeweils abwechselnd übereinandergestapelt angeordnet sowie mittels einer Isoliervorrichtung (7) voneinander elektrisch isoliert sind. Die ersten Elektrodenschichten (5) weisen auf einer ersten Seite jeweils einen elektrisch leitenden ersten Überstand (8) gegenüber den benachbarten zweiten Elektrodenschichten (6) auf, wobei die ersten Überstände (8) in ein erstes elektrisches Leitmedium (9) eingebettet und über das erste elektrische Leitmedium (9) miteinander elektrisch gekoppelt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (2) und ein Verfahren zur Herstellung einer gattungsgemäßen Batteriezelle (1). The present invention relates to a battery cell (1) for a vehicle (2), having a cell housing (3) and an electrode separator assembly (4) arranged inside the cell housing (3), the electrode separator assembly (4) having a plurality of first electrode layers (5) and a plurality second electrode layers (6) which are alternately stacked one on top of the other and are electrically insulated from one another by means of an insulating device (7). The first electrode layers (5) each have an electrically conductive first overhang (8) on a first side in relation to the adjacent second electrode layers (6), the first overhangs (8) being embedded in a first electrically conductive medium (9) and over the first electrical conducting medium (9) are electrically coupled to one another. The invention also relates to a vehicle (2) and a method for producing a generic battery cell (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle für ein Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer gattungsgemäßen Batteriezelle sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle.The present invention relates to a battery cell for a vehicle. Furthermore, the invention relates to a vehicle with a generic battery cell and a method for producing a battery cell.
Herkömmliche prismatische Zellen weisen einen Aktivteil auf, der im Wesentlichen aus einem Elektrodenseparatorverbund (ESV) besteht, in welchem ein Elektrolyt angeordnet ist. Der Elektrodenseparatorverbund weist mehrere Anodenschichten und Kathodenschichten auf, die abwechselnd übereinander zu einem Stapel zusammengefasst und durch Separatorschichten voneinander elektrisch isoliert sind. Zum Leiten des elektrischen Stroms weisen die Anodenschichten einen gemeinsamen Anodenableiter auf, der üblicherweise aus mehreren Ableiterfahnen zusammengefügt ist, die sich jeweils von einer Anodenschicht weg erstrecken. Ferner weisen die Kathodenschichten zum Leiten des elektrischen Stroms einen gemeinsamen Kathodenableiter auf, der üblicherweise aus mehreren Ableiterfahnen zusammengefügt ist, die sich jeweils von einer Kathodenschicht weg erstrecken.Conventional prismatic cells have an active part that essentially consists of an electrode separator assembly (ESV) in which an electrolyte is arranged. The electrode-separator assembly has a plurality of anode layers and cathode layers, which are combined alternately one above the other to form a stack and are electrically insulated from one another by separator layers. To conduct the electrical current, the anode layers have a common anode conductor, which is usually assembled from a plurality of conductor lugs, each of which extends away from an anode layer. Furthermore, the cathode layers have a common cathode conductor for conducting the electric current, which is usually assembled from a plurality of conductor tabs, each of which extends away from a cathode layer.
Zur Produktion von prismatischen Lithium-Ionen Zellen müssen die einzelnen Anodenableiter des Elektrodenseparatorverbunds auf der Anodenseite aneinander sowie an einen ersten Abschnitt einen ersten Gehäuseteils eines Batteriegehäuses der Batteriezelle, einen Tab der Batteriezelle oder dergleichen geschweißt werden. Ebenso müssen die einzelnen Kathodenableiter des Elektrodenseparatorverbunds auf der Kathodenseite aneinander sowie an einen zweiten Abschnitt des ersten Gehäuseteils, einen weiteren Tab der Batteriezelle oder dergleichen geschweißt werden. Das erste Gehäuseteil ist beispielsweise als Gehäusedeckel, Gehäusewandung oder dergleichen ausgebildet.To produce prismatic lithium-ion cells, the individual anode conductors of the electrode separator assembly must be welded to one another on the anode side and to a first section, a first housing part of a battery housing of the battery cell, a tab of the battery cell or the like. Likewise, the individual cathode conductors of the electrode separator assembly must be welded to one another on the cathode side and to a second section of the first housing part, another tab of the battery cell or the like. The first housing part is designed, for example, as a housing cover, housing wall or the like.
Um diesen Produktionsablauf zu realisieren und das Gewicht der inaktiven Materialien zu reduzieren, müssen zunächst Konturen der Ableiterfahnen in die Elektroden geschnitten werden. Dies wird in der Regel durch einen mechanischen oder photonischen Prozess durchgeführt. Anschließend müssen die aus dem Elektrodenseparatorverbund herausragenden Ableiterfahnen definiert getrimmt und mittels Ultraschalls miteinander verschweißt werden. In order to implement this production process and to reduce the weight of the inactive materials, the contours of the collector lugs must first be cut into the electrodes. This is usually done through a mechanical or photonic process. Then the conductor lugs protruding from the electrode separator assembly must be trimmed in a defined manner and welded together using ultrasound.
Diese gefügten Elemente werden wiederum mittels Ultraschalls, Laser oder dergleichen an den jeweiligen Abschnitt des ersten Gehäuseteils, den Tab oder dergleichen der prismatischen Zellen geschweißt. Darauf folgt die Einführung des Elektrodenseparatorverbunds in ein zweites Gehäuseteil des Batteriegehäuses, welches beispielsweise als Dose ausgebildet ist, sowie das Verschweißen des ersten Gehäuseteils mit dem zweiten Gehäuseteil durch ein Laserschweißverfahren oder dergleichen.These joined elements are in turn welded by means of ultrasound, laser or the like to the respective portion of the first housing part, the tab or the like of the prismatic cells. This is followed by the introduction of the electrode separator assembly into a second housing part of the battery housing, which is designed as a can, for example, and the welding of the first housing part to the second housing part using a laser welding process or the like.
Aus dem Dokument
Bekannte Batteriezellen haben den Nachteil, dass die Herstellung oftmals sehr aufwendig und fehleranfällig ist. Das Schneiden einer Ableiterkontur, das Trimmen von Ableiterfahnen, das Verschweißen der einzelnen Ableiterfahnen, das Schweißen der Ableiter an eine Deckelbaugruppe und das Schweißen der Deckelbaugruppe an eine Dose sind eine Vielzahl von Prozessen, welche insbesondere durch ihre Verkettung zu einer hohen Ausschussrate führen können. Die Herstellung eines Verbunds aus Elektrodenschichten mit stirnseitig angeschweißten Kollektorplatten ist sehr aufwendig und fehleranfällig, da beim Schweißen eine hohe Präzision erforderlich ist, um eine lückenlose Kontaktierung sämtlicher Elektrodenschichten an die Kollektorplatte sicherzustellen.Known battery cells have the disadvantage that production is often very complex and error-prone. Cutting an arrester contour, trimming arrester lugs, welding the individual arrester lugs, welding the arrester to a cover assembly and welding the cover assembly to a socket are a large number of processes which can lead to a high reject rate, especially if they are linked. The production of a composite of electrode layers with collector plates welded on at the front is very complex and error-prone, since great precision is required during welding in order to ensure that all the electrode layers are in contact with the collector plate without gaps.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Batteriezelle zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Batteriezelle, ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung einer gattungsgemäßen Batteriezelle zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine Herstellung von Batteriezellen verbessern und/oder Herstellungsfehler bei der Herstellung der Batteriezellen vermeiden.It is therefore the object of the present invention to eliminate or at least partially eliminate the disadvantages described above in a battery cell. In particular, the object of the present invention is to create a battery cell, a vehicle and a method for producing a generic battery cell that improve the production of battery cells in a simple and cost-effective manner and/or avoid manufacturing errors in the production of the battery cells.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch eine Batteriezelle für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The above object is solved by the patent claims. Accordingly, the object is achieved by a battery cell for a vehicle having the features of
Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Batteriezelle beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.Features and details that are described in connection with the battery cell according to the invention also apply, of course, in connection with the vehicle according to the invention and the method according to the invention, and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is or can always be referred to alternately.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Batteriezelle für ein Fahrzeug gelöst. Die Batteriezelle weist ein Zellgehäuse und einen innerhalb des Zellgehäuses angeordneten Elektrodenseparatorverbund auf, wobei der Elektrodenseparatorverbund mehrere erste Elektrodenschichten und mehrere zweite Elektrodenschichten aufweist, die jeweils abwechselnd übereinandergestapelt angeordnet sowie mittels einer Isoliervorrichtung voneinander elektrisch isoliert sind. Erfindungsgemäß weisen die ersten Elektrodenschichten auf einer ersten Seite jeweils einen elektrisch leitenden ersten Überstand gegenüber den benachbarten zweiten Elektrodenschichten auf, wobei die ersten Überstände in ein erstes elektrisches Leitmedium eingebettet und über das erste elektrische Leitmedium miteinander elektrisch gekoppelt sind.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a battery cell for a vehicle. The battery cell has a cell housing and an electrode-separator assembly arranged within the cell housing, the electrode-separator assembly having a plurality of first electrode layers and a plurality of second electrode layers which are stacked alternately on top of one another and are electrically insulated from one another by means of an insulating device. According to the invention, the first electrode layers each have an electrically conductive first overhang on a first side compared to the adjacent second electrode layers, the first overhangs being embedded in a first electrically conductive medium and electrically coupled to one another via the first electrically conductive medium.
Die Batteriezelle ist für die Verwendung in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug, einem Luftfahrzeug, einem Wasserfahrzeug, einem Unterwasserfahrzeug, einem Raumfahrzeug oder dergleichen, ausgebildet. Das bedeutet, dass die Batteriezelle für die Verwendung in einem Fahrzeug besonders geeignet ist. Selbstverständlich kann eine Verwendung der erfindungsgemäßen Batteriezelle in einer stationären Einrichtung, wie beispielsweise einem Wohnhaus, einem Labor, einem Kraftwerk, einer Produktionshalle oder dergleichen, vorgesehen sein.The battery cell is designed for use in a vehicle, such as a motor vehicle, an aircraft, a watercraft, an underwater vehicle, a spacecraft or the like. This means that the battery cell is particularly suitable for use in a vehicle. Of course, the battery cell according to the invention can be used in a stationary facility, such as a residential building, a laboratory, a power plant, a production hall or the like.
Das Zellgehäuse ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet oder weist ein elektrisch leitfähiges Material auf. Das Zellgehäuse ist vorzugsweise ausgebildet, elektrische Pole der Batteriezelle bereitzustellen, wobei die elektrischen Pole voneinander elektrisch isoliert sind. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein elektrischer Pol oder dass zwei elektrische Pole der Batteriezelle jeweils durch einen elektrischen Leiter realisiert sind, welche gegenüber dem Zellgehäuse isoliert sind. Das Zellgehäuse weist vorzugsweise eine Gehäuseöffnung zum Einfüllen eines Elektrolyten. Vorzugsweise weist das Zellgehäuse ein oder mehrere Berstventile auf.The cell housing is preferably formed from an electrically conductive material or has an electrically conductive material. The cell housing is preferably designed to provide electrical poles for the battery cell, with the electrical poles being electrically insulated from one another. It can be provided according to the invention that one electrical pole or two electrical poles of the battery cell are each realized by an electrical conductor which is insulated from the cell housing. The cell housing preferably has a housing opening for filling in an electrolyte. The cell housing preferably has one or more bursting valves.
Der Elektrodenseparatorverbund ist innerhalb des Zellgehäuses angeordnet und durch das Zellgehäuse vor äußeren Einflüssen geschützt. Der Elektrodenseparatorverbund weist mehrere erste Elektrodenschichten und mehrere zweite Elektrodenschichten auf, die jeweils abwechselnd übereinandergestapelt angeordnet sowie mittels einer Isoliervorrichtung voneinander elektrisch isoliert sind. Eine derartige Isoliervorrichtung wird auch als „Separator“ bezeichnet. Die Isoliervorrichtung kann erfindungsgemäß eine oder mehrere Isolatorschichten aufweisen. Der Elektrodenseparatorverbund kann demnach als Stapel aus mehreren einzelnen ersten Elektrodenschichten, mehreren einzelnen zweiten Elektrodenschichten und mehreren einzelnen Isolatorschichten gebildet sein, die derart abwechselnd übereinander angeordnet sind, dass zwischen den ersten Elektrodenschichten und den zweiten Elektrodenschichten jeweils eine Isolatorschicht angeordnet ist. Alternativ kann der Elektrodenseparatorverbund auch als Wickel aus einer ersten Elektrodenschicht, einer zweiten Elektrodenschicht und zwei Isolatorschichten gebildet sein. Die Isolatorschicht kann erfindungsgemäß als zusätzliche freie Schicht oder als Beschichtung der ersten Elektrodenschicht und/oder der zweiten Elektrodenschicht ausgebildet sein. Die ersten Elektrodenschichten können erfindungsgemäß als Anoden ausgebildet sein. Die zweiten Elektrodenschichten können erfindungsgemäß als Kathoden ausgebildet sein. Ebenso kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die ersten Elektrodenschichten als Kathoden und die zweiten Elektrodenschichten als Anoden ausgebildet sind.The electrode separator assembly is arranged within the cell housing and is protected from external influences by the cell housing. The electrode separator assembly has a plurality of first electrode layers and a plurality of second electrode layers, which are each arranged alternately stacked on top of one another and are electrically insulated from one another by means of an insulating device. Such an insulating device is also referred to as a “separator”. According to the invention, the insulating device can have one or more insulating layers. The electrode separator assembly can therefore be formed as a stack of a plurality of individual first electrode layers, a plurality of individual second electrode layers and a plurality of individual insulator layers which are arranged alternately one above the other such that an insulator layer is arranged between the first electrode layers and the second electrode layers. Alternatively, the electrode separator assembly can also be formed as a winding made of a first electrode layer, a second electrode layer and two insulator layers. According to the invention, the insulator layer can be formed as an additional free layer or as a coating of the first electrode layer and/or the second electrode layer. According to the invention, the first electrode layers can be in the form of anodes. According to the invention, the second electrode layers can be embodied as cathodes. Provision can likewise be made according to the invention for the first electrode layers to be in the form of cathodes and the second electrode layers to be in the form of anodes.
Die ersten Elektrodenschichten weisen auf einer ersten Seite jeweils einen elektrisch leitenden ersten Überstand gegenüber den benachbarten zweiten Elektrodenschichten auf. Die erste Seite ist vorzugsweise eine erste Stirnseite des Elektrodenseparatorverbunds. Der erste Überstand erstreckt sich vorzugsweise gleichmäßig oder gradierend vom Elektrodenseparatorverbund weg. Der erste Überstand ist vorzugsweise monolithisch mit der ersten Elektrodenschicht ausgebildet.On a first side, the first electrode layers each have an electrically conductive first overhang in relation to the adjacent second electrode layers. The first side is preferably a first end face of the electrode separator assembly. The first projection preferably extends away from the electrode separator assembly in a uniform manner or in a gradual manner. The first projection is preferably formed monolithically with the first electrode layer.
Die ersten Überstände sind in ein erstes elektrisches Leitmedium eingebettet und über das erste elektrische Leitmedium miteinander elektrisch gekoppelt. Das erste elektrische Leitmedium ist vorzugsweise verformbar, insbesondere plastisch verformbar, ausgebildet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das erste elektrische Leitmedium derart ausgebildet ist, dass das erste elektrische Leitmedium während einer Herstellung der Batteriezelle zunächst formbar, wie beispielsweise rieselfähig, flüssig, fließfähig, insbesondere zähflüssig, und anschließend verfestigt, insbesondere formstabil, ist. Das erste elektrische Leitmedium ist vorzugsweise ausgebildet, dass eine derartige Eigenschaftsänderung durch eine chemische Reaktion, Trocknung, Kühlung, Erwärmung oder dergleichen bewirkbar ist. Das erste elektrische Leitmedium ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die elektrische Kopplung der ersten Überstände und somit der ersten Elektrodenschichten während eines bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Batteriezelle erhalten bleibt, um den Strom zu leiten und Wackelkontakte zu vermeiden. Über das erste elektrische Leitmedium wird keine elektrische Kopplung mit den zweiten Elektrodenschichten hergestellt. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zwischen den zweiten Elektrodenschichten und dem ersten elektrischen Leitmedium ein erstes Isolatormedium angeordnet ist. Das erste Isolatormedium weist vorzugsweise einen höheren Schmelzpunkt als das erste elektrische Leitmedium auf.The first projections are embedded in a first electrically conductive medium and electrically coupled to one another via the first electrically conductive medium. The first electrically conductive medium is preferably deformable, in particular plastically deformable. It can be provided according to the invention that the first electrically conductive medium is designed in such a way that the first electrically conductive medium is initially malleable, such as free-flowing, liquid, flowable, in particular viscous, and then solidified, in particular dimensionally stable, during production of the battery cell. The first electrically conductive medium is preferably designed such that such a change in properties through a chemical reaction, dry tion, cooling, heating or the like can be effected. The first electrically conductive medium is preferably designed in such a way that the electrical coupling of the first projections and thus of the first electrode layers is maintained during intended use of the battery cell in order to conduct the current and avoid loose contacts. No electrical coupling is established with the second electrode layers via the first electrically conductive medium. It can be provided according to the invention that a first insulating medium is arranged between the second electrode layers and the first electrically conductive medium. The first insulating medium preferably has a higher melting point than the first electrically conductive medium.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die zweiten Elektrodenschichten auf einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite des Elektrodenseparatorverbunds jeweils einen elektrisch leitenden zweiten Überstand gegenüber den benachbarten ersten Elektrodenschichten aufweisen. Die zweite Seite ist demnach vorzugsweise eine zweite Stirnseite des Elektrodenseparatorverbunds. Der zweite Überstand erstreckt sich vorzugsweise gleichmäßig oder gradierend vom Elektrodenseparatorverbund weg. Der zweite Überstand ist vorzugsweise monolithisch mit der zweiten Elektrodenschicht ausgebildet.It is preferred according to the invention that the second electrode layers on a second side of the electrode separator assembly opposite the first side each have an electrically conductive second overhang compared to the adjacent first electrode layers. Accordingly, the second side is preferably a second end face of the electrode separator assembly. The second projection preferably extends away from the electrode separator assembly in a uniform manner or in a gradual manner. The second projection is preferably formed monolithically with the second electrode layer.
Die zweiten Überstände sind in ein zweites elektrisches Leitmedium eingebettet und über das zweite elektrische Leitmedium miteinander elektrisch gekoppelt. Das zweite elektrische Leitmedium ist vorzugsweise verformbar, insbesondere plastisch verformbar, ausgebildet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das zweite elektrische Leitmedium derart ausgebildet ist, dass das zweite elektrische Leitmedium während einer Herstellung der Batteriezelle zunächst formbar, wie beispielsweise rieselfähig, flüssig, fließfähig, insbesondere zähflüssig, und anschließend verfestigt, insbesondere formstabil, ist. Das zweite elektrische Leitmedium ist vorzugsweise ausgebildet, dass eine derartige Eigenschaftsänderung durch eine chemische Reaktion, Trocknung, Kühlung, Erwärmung oder dergleichen bewirkbar ist. Das zweite elektrische Leitmedium ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die elektrische Kopplung der zweiten Überstände und somit der zweiten Elektrodenschichten während eines bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Batteriezelle erhalten bleibt, um den Strom zu leiten und Wackelkontakte zu vermeiden. Das zweite elektrische Leitmedium weist vorzugsweise das gleiche Material wie das erste elektrische Leitmedium auf oder ist aus dem gleichen Material gebildet. Über das zweite elektrische Leitmedium wird keine elektrische Kopplung mit den ersten Elektrodenschichten hergestellt. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zwischen den ersten Elektrodenschichten und dem zweiten elektrischen Leitmedium ein zweites Isolatormedium angeordnet ist. Das zweite Isolatormedium weist vorzugsweise einen höheren Schmelzpunkt als das zweite elektrische Leitmedium auf.The second projections are embedded in a second electrically conductive medium and electrically coupled to one another via the second electrically conductive medium. The second electrically conductive medium is preferably deformable, in particular plastically deformable. It can be provided according to the invention that the second electrically conductive medium is designed in such a way that the second electrically conductive medium is initially malleable, such as free-flowing, liquid, flowable, in particular viscous, and then solidified, in particular dimensionally stable, during production of the battery cell. The second electrically conductive medium is preferably designed such that such a change in properties can be brought about by a chemical reaction, drying, cooling, heating or the like. The second electrically conductive medium is preferably designed in such a way that the electrical coupling of the second projections and thus of the second electrode layers is maintained during intended use of the battery cell in order to conduct the current and avoid loose contacts. The second electrically conductive medium preferably has the same material as the first electrically conductive medium or is formed from the same material. No electrical coupling is established with the first electrode layers via the second electrically conductive medium. It can be provided according to the invention that a second insulating medium is arranged between the first electrode layers and the second electrically conductive medium. The second insulating medium preferably has a higher melting point than the second electrically conductive medium.
Eine erfindungsgemäße Batteriezelle hat gegenüber herkömmlichen Batteriezellen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine elektrische Kopplung der ersten Elektrodenschichten mit einem ersten Pol der Batteriezelle hergestellt ist. Durch die ersten Überstände und das erste elektrische Leitmedium sind die ersten Elektrodenschichten auf einfache Weise mit dem ersten Pol der Batteriezelle elektrisch gekoppelt. Somit sind bei der Batteriezelle Ableiterfahnen und Tabs entbehrlich, sodass die fehleranfälligen Arbeitsschritte Schneiden der Ableiterfahnen, Verschweißen der Ableiterfahnen zu einem Ableiter, Schweißen des Ableiters an den Tab sowie an das Zellgehäuse nicht erforderlich sind. Auf diese Weise ist eine Prozesssicherheit bei der Herstellung der Batteriezelle verbessert. Zudem sind durch die Formbarkeit des ersten elektrischen Leitmediums Fertigungstoleranzen von Komponenten der Batteriezelle leicht ausgleichbar. Schließlich weist die erfindungsgemäße Batteriezelle reduzierte Herstellungskosten sowie eine verbesserte Bauraumausnutzung auf.A battery cell according to the invention has the advantage over conventional battery cells that the first electrode layers are electrically coupled to a first pole of the battery cell using simple means and in a cost-effective manner. The first projections and the first electrically conductive medium electrically couple the first electrode layers to the first pole of the battery cell in a simple manner. Conductor lugs and tabs are therefore unnecessary in the battery cell, so that the error-prone work steps of cutting the conductor lugs, welding the conductor lugs to form a conductor, and welding the conductor to the tab and to the cell housing are not required. In this way, process reliability in the manufacture of the battery cell is improved. In addition, manufacturing tolerances of components of the battery cell can be easily compensated for by the formability of the first electrically conductive medium. Finally, the battery cell according to the invention has reduced manufacturing costs and improved space utilization.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Batteriezelle vorgesehen sein, dass das erste elektrische Leitmedium einen Duroplasten und/oder einen Thermoplasten und/oder einen Klebstoff und/oder eine Lotpaste aufweist. Derartige Werkstoffe weisen eine besonders gute Formbarkeit und Verarbeitbarkeit auf. Das erste elektrische Leitmedium weist vorzugsweise einen Schmelzpunkt auf, der höher ist als eine obere Betriebstemperatur der Batteriezelle, beispielsweise beim Schnellladen und einer Umgebungstemperatur von 40 °C, sodass eine elektrische Kopplung der ersten Elektrodenschichten auch bei einer verhältnismäßig hohen Erwärmung der Batteriezelle gewährleistet ist. Ein etwaig vorhandenes zweites elektrisches Leitmedium ist vorzugsweise gleichermaßen ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine zuverlässige elektrische Kopplung der ersten Elektrodenschichten gewährleistet ist, welche auch bei höheren Betriebstemperaturen der Batteriezelle im bestimmungsgemäßen Gebrauch bestehen bleibt.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a battery cell that the first electrically conductive medium has a duroplastic and/or a thermoplastic and/or an adhesive and/or a soldering paste. Such materials have particularly good formability and processability. The first electrically conductive medium preferably has a melting point that is higher than an upper operating temperature of the battery cell, for example during rapid charging and an ambient temperature of 40° C., so that electrical coupling of the first electrode layers is ensured even if the battery cell heats up to a relatively high degree. Any second electrical conducting medium that may be present is preferably configured in the same way. This has the advantage that reliable electrical coupling of the first electrode layers is ensured with simple means and in a cost-effective manner, and this coupling is maintained even at higher operating temperatures of the battery cell when used as intended.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das erste elektrische Leitmedium einen Werkstoff aufweist, welcher unterhalb einer vordefinierten Grenztemperatur, durch welche eine gerade noch akzeptable obere Betriebstemperatur der Batteriezelle begrenzt ist, einen nicht fließfähigen Zustand und oberhalb der Grenztemperatur einen fließfähigen Zustand aufweist. It is preferred according to the invention that the first electrically conductive medium has a material which, below a predefined limit temperature, which limits a just acceptable upper operating temperature of the battery cell, has a non-flowable state and is in a free-flowing state above the limit temperature.
Unter einer noch akzeptablen oberen Betriebstemperatur der Batteriezelle wird eine Temperatur verstanden, bei welcher ein weiterer Betrieb der Batteriezelle möglich ist, ohne dass die Batteriezelle hierbei einen irreversiblen Schaden nimmt, der größer ist als ein vordefinierter tolerabler Verschleiß. Oberhalb der vordefinierten Grenztemperatur ist ein vollständiges oder teilweises Abschalten der Batteriezelle vorteilhaft, um die Batteriezelle vor übermäßigen irreversiblen Schäden zu schützen. Vorzugsweise weist das Zellgehäuse einen Freiraum zum Aufnehmen abgeflossenen ersten elektrischen Leitmediums auf. Das erste elektrische Leitmedium ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, oberhalb der oberen Betriebstemperatur derart abzufließen, dass die elektrische Kopplung zu einer oder mehrerer erster Elektrodenschichten hierdurch aufgehoben wird. Ein etwaig vorhandenes zweites elektrisches Leitmedium ist vorzugsweise gleichermaßen ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine übermäßige Beschädigung der Batteriezelle, wie beispielsweise ein thermisches Durchgehen, verhinderbar oder zumindest einschränkbar ist. Somit ist beispielsweise ein Entflammen der Batteriezelle vermeidbar.A still acceptable upper operating temperature of the battery cell is a temperature at which further operation of the battery cell is possible without the battery cell suffering irreversible damage that is greater than a predefined tolerable wear. Above the predefined limit temperature, a complete or partial shutdown of the battery cell is advantageous in order to protect the battery cell from excessive irreversible damage. The cell housing preferably has a free space for accommodating the first electrically conductive medium that has flowed out. The first electrically conductive medium is preferably designed and set up to flow off above the upper operating temperature in such a way that the electrical coupling to one or more first electrode layers is thereby eliminated. Any second electrical conducting medium that may be present is preferably configured in the same way. This has the advantage that excessive damage to the battery cell, such as thermal runaway, can be prevented or at least limited using simple means and in a cost-effective manner. Thus, for example, igniting the battery cell can be avoided.
Weiter bevorzugt weist das Zellgehäuse ein elektrisch leitfähiges erstes Zellgehäuseteil sowie ein gegenüber dem ersten Zellgehäuseteil elektrisch isoliertes zweites Zellgehäuseteil auf, wobei die ersten Elektrodenschichten über die ersten Überstände und das erste elektrische Leitmedium mit dem ersten Zellgehäuseteil elektrisch gekoppelt sind. Vorzugsweise sind die zweiten Elektrodenschichten über die zweiten Überstände und das zweite elektrische Leitmedium mit dem zweiten Zellgehäuseteil elektrisch gekoppelt. Vorzugsweise ist das Zellgehäuse derart ausgebildet, dass im zusammengesetzten Zustand das erste Zellgehäuseteil und das zweite Zellgehäuseteil gleichgroß aussehen. Demnach sind ein Pluspol und ein Minuspol der Batteriezelle gleichgroß. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Batteriezelle mit einem Zellgehäuse bereitgestellt ist, durch welches die elektrischen Pole der Batteriezelle gebildet sind. Eine derartige Batteriezelle ist leicht mit anderen Batteriezellen zu einer Reihenschaltung sowie einer Parallelschaltung zusammenfügbar.More preferably, the cell housing has an electrically conductive first cell housing part and a second cell housing part that is electrically insulated from the first cell housing part, the first electrode layers being electrically coupled to the first cell housing part via the first projections and the first electrically conductive medium. The second electrode layers are preferably electrically coupled to the second cell housing part via the second projections and the second electrically conductive medium. The cell housing is preferably designed in such a way that, when assembled, the first cell housing part and the second cell housing part look the same size. Accordingly, a positive pole and a negative pole of the battery cell are the same size. This has the advantage that a battery cell with a cell housing, through which the electrical poles of the battery cell are formed, is provided with simple means and in a cost-effective manner. Such a battery cell can easily be combined with other battery cells to form a series circuit and a parallel circuit.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen das erste Zellgehäuseteil und das zweite Zellgehäuseteil einen gemeinsamen Überlappungsbereich auf. Hierbei ist es bevorzugt, dass im Überlappungsbereich das erste Zellgehäuseteil in das zweite Zellgehäuseteil oder das zweite Zellgehäuseteil in das erste Zellgehäuseteil eingeführt ist. Im Überlappungsbereich ist vorzugsweise eine elektrische Isolierung derart angeordnet, dass das erste Zellgehäuseteil zum zweiten Zellgehäuseteil elektrisch isoliert ist. Die elektrische Isolierung ist vorzugsweise ausgebildet, ein gegenseitiges Berühren des ersten Zellgehäuseteils mit dem zweiten Zellgehäuseteil zu vermeiden. Alternativ zu einem Überlappungsbereich kann eine mechanische Kopplung zwischen dem ersten Zellgehäuseteil und dem zweiten Zellgehäuseteil beispielsweise durch eine elektrisch isolierende Kupplungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Steckhülse oder dergleichen, realisiert sein. Der erste Zellgehäuseteil und der zweite Zellgehäuseteil weisen im Überlappungsbereich vorzugsweise einen Pressverbund auf. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Zellgehäuse mit zwei elektrischen Polen bereitgestellt ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, the first cell housing part and the second cell housing part have a common overlapping area. It is preferred that in the overlapping area the first cell housing part is inserted into the second cell housing part or the second cell housing part is inserted into the first cell housing part. Electrical insulation is preferably arranged in the overlapping area in such a way that the first cell housing part is electrically insulated from the second cell housing part. The electrical insulation is preferably designed to prevent the first cell housing part from touching the second cell housing part. As an alternative to an overlapping area, a mechanical coupling between the first cell housing part and the second cell housing part can be realized, for example, by an electrically insulating coupling device, such as a socket or the like. The first cell housing part and the second cell housing part preferably have a press fit in the overlapping area. This has the advantage that a cell housing with two electrical poles is provided with simple means and in a cost-effective manner.
Vorzugsweise ist der Elektrodenseparatorverbund als zylindrischer Wickel, prismatischer Flachwickel oder Schichtstapel ausgebildet. Ein zylindrischer Wickel erstreckt sich um eine Wickelachse und weist einen spiralförmigen Querschnitt auf. Die Schichten sind als Endlosschichten ausgebildet. Ein Flachwickel weist zwei voneinander beabstandet angeordnete Wickelachsen und einen zwischen den Wickelachsen ausgebildeten Flachbereich auf. Im Bereich der Wickelachsen sind die einzelnen Schichten um vorzugsweise 180° umgebogen. Im Flachbereich sind die einzelnen Schichten vorzugsweise plattenförmig ausgebildet und parallel zueinander angeordnet. Die Schichten sind als Endlosschichten ausgebildet. Bei einem Schichtstapel sind die Schichten parallel zueinander angeordnet und als separate Einzelschichten ausgebildet, die übereinandergestapelt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Batteriezelle mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise herstellbar ist.The electrode separator assembly is preferably designed as a cylindrical coil, a prismatic flat coil or a stack of layers. A cylindrical coil extends about a coil axis and has a helical cross-section. The layers are designed as endless layers. A flat coil has two winding axes arranged at a distance from one another and a flat region formed between the winding axes. In the area of the winding axes, the individual layers are preferably bent over by 180°. In the flat area, the individual layers are preferably plate-shaped and arranged parallel to one another. The layers are designed as endless layers. In a layer stack, the layers are arranged parallel to one another and are designed as separate individual layers that are stacked on top of one another. This has the advantage that the battery cell can be produced using simple means and in a cost-effective manner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Überstand eine Länge von weniger als 5 mm auf. Das bedeutet, dass sich der erste Überstand weniger als 5 mm von der zweiten Elektrodenschicht weg erstreckt. Vorzugsweise weist der erste Überstand eine Länge von weniger als 1 mm auf. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der erste Überstand eine Länge von mindestens 0,1 mm aufweist. Demnach ist es bevorzugt, dass der zweite Überstand eine Länge von weniger als 5 mm, besonders bevorzugt von weniger als 1 mm aufweist. Weiter bevorzugt weist der zweite Überstand eine Länge von mindestens 0,1 mm auf. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine platzsparende sowie zuverlässige elektrische Kopplung der Elektrodenschichten bereitgestellt ist.According to a preferred embodiment of the invention, the first projection has a length of less than 5 mm. This means that the first overhang extends less than 5 mm away from the second electrode layer. The first projection preferably has a length of less than 1 mm. It is preferred according to the invention that the first projection has a length of at least 0.1 mm. Accordingly, it is preferred that the second overhang has a length of less than 5 mm, particularly preferably less than 1 mm. More preferably, the second overhang has a length of at least 0.1 mm. This has the advantage that a space-saving and reliable electrical coupling of the electrode layers is provided with simple means and in a cost-effective manner.
Besonders bevorzugt erstreckt sich der erste Überstand über mindestens 50% einer Schichtbreite der ersten Elektrodenschicht. Weiter bevorzugt erstreckt sich der erste Überstand über die gesamte Schichtbreite oder zumindest im Wesentlichen über die gesamte Schichtbreite der ersten Elektrodenschicht. Die Erstreckung des ersten Überstands in Richtung der Schichtbreite der ersten Elektrodenschicht ist möglichst groß zu wählen, um eine möglichst gute Qualität der elektrischen Kopplung mit dem ersten elektrischen Leitmedium zu erzielen. Vorzugsweise erstreckt sich der zweite Überstand über mindestens 50% einer Schichtbreite der zweiten Elektrodenschicht. Weiter bevorzugt erstreckt sich der zweite Überstand über die gesamte Schichtbreite oder zumindest im Wesentlichen über die gesamte Schichtbreite der zweiten Elektrodenschicht. Die Erstreckung des zweiten Überstands in Richtung der Schichtbreite der zweiten Elektrodenschicht ist möglichst groß zu wählen, um eine möglichst gute Qualität der elektrischen Kopplung mit dem zweiten elektrischen Leitmedium zu erzielen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine elektrische Kopplung zwischen der ersten Elektrodenschicht und dem ersten elektrischen Leitmedium verbessert ist.The first overhang particularly preferably extends over at least 50% of a layer width of the first electrode layer. More preferably, the first overhang extends over the entire width of the layer or at least essentially over the entire width of the first electrode layer. The extent of the first projection in the direction of the layer width of the first electrode layer should be selected to be as large as possible in order to achieve the best possible quality of the electrical coupling with the first electrically conductive medium. The second overhang preferably extends over at least 50% of a layer width of the second electrode layer. More preferably, the second overhang extends over the entire width of the layer or at least essentially over the entire width of the second electrode layer. The extent of the second projection in the direction of the layer width of the second electrode layer should be selected to be as large as possible in order to achieve the best possible quality of the electrical coupling with the second electrically conductive medium. This has the advantage that an electrical coupling between the first electrode layer and the first electrically conductive medium is improved with simple means and in a cost-effective manner.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug gelöst. Das Fahrzeug weist ein elektrisches Antriebssystem mit einem Elektromotor auf. Erfindungsgemäß weist das elektrische Antriebssystem eine oder mehrere erfindungsgemäße Batteriezellen auf. Die Batteriezellen sind vorzugsweise in einem Batteriegehäuse des elektrischen Antriebssystems angeordnet. Vorzugsweise weisen die Zellgehäuse der Batteriezellen jeweils einen elektrischen Pluspol und einen elektrischen Minuspol auf. Die Batteriezellen sind vorzugsweise durch Kontaktieren der Zellgehäuse benachbarter Batteriezellen miteinander elektrisch verschaltet, beispielsweise in einer Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a vehicle. The vehicle has an electric drive system with an electric motor. According to the invention, the electric drive system has one or more battery cells according to the invention. The battery cells are preferably arranged in a battery housing of the electric drive system. The cell housings of the battery cells preferably each have an electrical positive pole and an electrical negative pole. The battery cells are preferably electrically connected to one another by contacting the cell housings of adjacent battery cells, for example in a series connection and/or parallel connection.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Batteriezelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Fahrzeug gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine elektrische Kopplung der ersten Elektrodenschichten mit einem ersten Pol der Batteriezelle hergestellt ist. Durch die ersten Überstände und das erste elektrische Leitmedium sind die ersten Elektrodenschichten auf einfache Weise mit dem ersten Pol der Batteriezelle elektrisch gekoppelt. Somit sind bei der Batteriezelle Ableiterfahnen entbehrlich, sodass die fehleranfälligen Arbeitsschritte Schneiden der Ableiterfahnen, Verschweißen der Ableiterfahnen zu einem Ableiter, Schweißen des Ableiters an das Zellgehäuse nicht erforderlich sind. Auf diese Weise ist eine Prozesssicherheit bei der Herstellung der Batteriezellen verbessert. Zudem sind durch die Formbarkeit des ersten elektrischen Leitmediums Fertigungstoleranzen von Komponenten der Batteriezelle leicht ausgleichbar. Schließlich weist das erfindungsgemäße Fahrzeug reduzierte Herstellungskosten sowie eine verbesserte Bauraumausnutzung auf.All the advantages that have already been described for a battery cell according to the first aspect of the invention result from the vehicle according to the invention. Accordingly, the vehicle according to the invention has the advantage over conventional vehicles that the first electrode layers are electrically coupled to a first pole of the battery cell using simple means and in a cost-effective manner. The first projections and the first electrically conductive medium electrically couple the first electrode layers to the first pole of the battery cell in a simple manner. Conductor lugs are therefore unnecessary in the battery cell, so that the error-prone work steps of cutting the conductor lugs, welding the conductor lugs to form a conductor, and welding the conductor to the cell housing are not required. In this way, process reliability in the production of the battery cells is improved. In addition, manufacturing tolerances of components of the battery cell can be easily compensated for by the formability of the first electrically conductive medium. Finally, the vehicle according to the invention has reduced production costs and improved space utilization.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Bereitstellen eines Elektrodenseparatorverbunds aus mehreren ersten Elektrodenschichten und mehreren zweiten Elektrodenschichten, die jeweils abwechselnd übereinander gestapelt angeordnet sowie mittels einer Isoliervorrichtung voneinander elektrisch isoliert sind, wobei die ersten Elektrodenschichten auf einer ersten Seite des Elektrodenseparatorverbunds jeweils einen elektrisch leitenden ersten Überstand gegenüber den benachbarten zweiten Elektrodenschichten aufweisen, und wobei die zweiten Elektrodenschichten auf einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite des Elektrodenseparatorverbunds jeweils einen elektrisch leitenden zweiten Überstand gegenüber den benachbarten ersten Elektrodenschichten aufweisen
- - Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen ersten Zellgehäuseteils,
- - Anordnen eines formbaren ersten elektrischen Leitmediums im ersten Zellgehäuseteil und/oder an den ersten Überständen,
- - Einfügen des Elektrodenseparatorverbunds in das erste Zellgehäuseteil derart, dass die ersten Überstände über das erste elektrische Leitmedium mit dem ersten Zellgehäuseteil elektrisch gekoppelt werden,
- - Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen zweiten Zellgehäuseteils,
- - Anordnen eines formbaren zweiten elektrischen Leitmediums im zweiten Zellgehäuseteil und/oder an den zweiten Überständen, und
- - Zusammenfügen des ersten Zellgehäuseteils mit dem zweiten Zellgehäuseteil derart, dass zweite Überstände der zweiten Elektrodenschichten über das zweite elektrische Leitmedium mit dem zweiten Zellgehäuseteil elektrisch gekoppelt werden, und dass das erste Zellgehäuseteil gegenüber dem zweiten Zellgehäuseteil elektrisch isoliert ist.
- - Provision of an electrode separator composite of a plurality of first electrode layers and a plurality of second electrode layers, which are each arranged alternately stacked on top of one another and are electrically insulated from one another by means of an insulating device, the first electrode layers on a first side of the electrode separator composite each having an electrically conductive first overhang compared to the adjacent second electrode layers , and wherein the second electrode layers each have an electrically conductive second overhang in relation to the adjacent first electrode layers on a second side of the electrode separator assembly opposite the first side
- - providing an electrically conductive first cell housing part,
- - arranging a malleable first electrical conducting medium in the first cell housing part and/or on the first projections,
- - Inserting the electrode separator assembly into the first cell housing part in such a way that the first projections are electrically coupled to the first cell housing part via the first electrically conductive medium,
- - providing an electrically conductive second cell housing part,
- - arranging a formable second electrical conducting medium in the second cell housing part and/or on the second projections, and
- - Joining the first cell housing part with the second cell housing part in such a way that second projections of the second electrode layers are electrically coupled to the second cell housing part via the second electrically conductive medium, and that the first cell housing part is electrically insulated from the second cell housing part.
Der Elektrodenseparatorverbund weist auf der ersten Seite die ersten Überstände der ersten Elektrodenschichten auf. Auf der zweiten Seite weist der Elektrodenseparatorverbund die zweiten Überstände der zweiten Elektrodenschichten auf. Die ersten Überstände werden mittels des ersten elektrischen Leitmediums miteinander sowie mit dem ersten Zellgehäuseteil elektrisch gekoppelt. Die zweiten Überstände werden mittels des zweiten elektrischen Leitmediums miteinander sowie mit dem zweiten Zellgehäuseteil elektrisch gekoppelt. Hierbei werden das erste Zellgehäuseteil und das zweite Zellgehäuseteil derart zusammengefügt, dass das erste Zellgehäuseteil und das zweite Zellgehäuseteil elektrisch voneinander isoliert sind. The electrode separator assembly has the first overhangs of the first electrode layers on the first side. The electrode separator assembly has the second overhangs of the second electrode layers on the second side. The first projections are electrically coupled to one another and to the first cell housing part by means of the first electrically conductive medium. The second projections are electrically coupled to one another and to the second cell housing part by means of the second electrically conductive medium. In this case, the first cell housing part and the second cell housing part are joined together in such a way that the first cell housing part and the second cell housing part are electrically insulated from one another.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Batteriezelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Batteriezelle herstellbar ist, die eine elektrische Kopplung der ersten Elektrodenschichten mit einem ersten Zellgehäuseteil aufweist. Durch die ersten Überstände und das erste elektrische Leitmedium sind die ersten Elektrodenschichten auf einfache Weise mit dem ersten Zellgehäuseteil der Batteriezelle elektrisch gekoppelt. Somit sind bei der Batteriezelle Ableiterfahnen entbehrlich, sodass die fehleranfälligen Arbeitsschritte Schneiden der Ableiterfahnen, Verschweißen der Ableiterfahnen zu einem Ableiter, Schweißen des Ableiters an das Zellgehäuse nicht erforderlich sind. Auf diese Weise ist eine Prozesssicherheit bei der Herstellung der Batteriezellen verbessert. Zudem sind durch die Formbarkeit des ersten elektrischen Leitmediums Fertigungstoleranzen von Komponenten der Batteriezelle leicht ausgleichbar. Schließlich ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine kostengünstigere Batteriezelle herstellbar, die eine verbesserte Bauraumausnutzung aufweist.All the advantages that have already been described for a battery cell according to the first aspect of the invention and for a vehicle according to the second aspect of the invention result from the method according to the invention. Accordingly, the method according to the invention has the advantage over conventional methods that a battery cell which has an electrical coupling of the first electrode layers to a first cell housing part can be produced using simple means and in a cost-effective manner. The first electrode layers are electrically coupled to the first cell housing part of the battery cell in a simple manner by the first projections and the first electrically conductive medium. Conductor lugs are therefore unnecessary in the battery cell, so that the error-prone work steps of cutting the conductor lugs, welding the conductor lugs to form a conductor, and welding the conductor to the cell housing are not required. In this way, process reliability in the production of the battery cells is improved. In addition, manufacturing tolerances of components of the battery cell can be easily compensated for by the formability of the first electrically conductive medium. Finally, a more cost-effective battery cell can be produced by means of the method according to the invention, which has an improved utilization of installation space.
Eine erfindungsgemäße Batteriezelle, ein erfindungsgemäßes Fahrzeug sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 in einer Draufsicht einen Elektrodenseparatorverbund gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, -
2 in einer Seitenansichtder Elektrodenseparatorverbund aus 1 , -
3 in einer Schnittdarstellung eine Batteriezelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, -
4 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, und -
5 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 in a plan view an electrode separator composite according to a preferred embodiment of the invention, -
2 in a side view of theelectrode separator assembly 1 , -
3 in a sectional view, a battery cell according to a preferred embodiment of the invention, -
4 in a side view a preferred embodiment of a vehicle according to the invention, and -
5 in a flow chart a preferred embodiment of a method according to the invention.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
In
In
In
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Batteriezellebattery cell
- 22
- Fahrzeugvehicle
- 33
- Zellgehäusecell case
- 3a3a
- erstes Zellgehäuseteilfirst cell housing part
- 3b3b
- zweites Zellgehäuseteilsecond cell housing part
- 44
- ElektrodenseparatorverbundElectrode Separator Composite
- 55
- erste Elektrodenschichtfirst electrode layer
- 66
- zweite Elektrodenschichtsecond electrode layer
- 77
- Isoliervorrichtungisolation device
- 88th
- erster Überstandfirst overhang
- 99
- erstes elektrisches Leitmediumfirst electrical conducting medium
- 1010
- Überlappungsbereichoverlap area
- 1111
- elektrisches Antriebssystemelectric drive system
- 1212
- Elektromotorelectric motor
- 1313
- zweiter Überstandsecond supernatant
- 1414
- zweites elektrisches Leitmediumsecond electrical conductive medium
- 1515
- elektrische Isolierungelectrical insulation
- 1616
- Getriebetransmission
- 1717
- Steuerungsvorrichtungcontrol device
- 1818
- Batteriegehäuse battery case
- 100100
- erster Verfahrensschrittfirst step in the process
- 200200
- zweiter Verfahrensschrittsecond process step
- 300300
- dritter Verfahrensschrittthird step
- 400400
- vierter Verfahrensschrittfourth step
- 500500
- fünfter Verfahrensschrittfifth step
- 600600
- sechster Verfahrensschrittsixth step
- 700700
- siebter Verfahrensschrittseventh step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- US 6143442 A [0006]US6143442A [0006]
- US 10964970 B2 [0006]US10964970B2 [0006]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |